Химический элемент входящий в состав гормона поджелудочной железы

Основы иерархии гормонов в организме человека

Эндокринная система — одна из самых больших загадок современной медицины. Главной ее задачей в организме человека является регуляция посредством гормонов деятельности практически всех органов и систем тела. Также она выполняет и некоторые другие функции, такие как, например, поддержание постоянства внутренней среды организма и адаптация к внешним условиям. Гормоны синтезируются специализированными железистыми клетками, которые могут быть распространены по всему организму либо собраны в отдельные органы, которые называются эндокринными железами.

К эндокринным железам относятся:

  • гипофиз;
  • щитовидная железа;
  • паращитовидные железы;
  • надпочечники;
  • эпифиз (или шишковидное тело).

Помимо этого, в организме человека существуют железы смешанной секреции, которые выполняют несколько функций (эндокринную в том числе).

  • поджелудочная железа;
  • семенники (у мужчин);
  • яичники (у женщин).

Самое большое число эндокринных клеток содержится в следующих органах:

  • гипоталамус;
  • тимус (или вилочковая железа);
  • плацента;
  • ЖКТ (желудочно-кишечный тракт);
  • сердце;
  • почки.

Концепция функционирования эндокринной системы довольно ясна. Вот только длинные цепочки связей, благодаря которым гормоны оказывают свой конечный эффект, иногда дают сбой, и тогда необходимо выяснить, какое именно звено в цепи вызвало нарушение функции в той или иной части организма.

Для правильного понимания механизма возникновения патологий в эндокринной системе нужно разобраться в том, как при обычных условиях работают «цепные реакции гормонов» в человеческом организме.

Интересный факт!

Китайская медицина знакома с эндокринологией гораздо дольше всего остального мира. Существуют доказательства того, что в Китае об эндокринной системе было известно еще 2000 лет тому назад.

Еще в 200 году нашей эры целители извлекали гормоны гипофиза и половые гормоны из мочи человека, получая целительные экстракты. Это делали при помощи сульфатного минерала гипса и химического соединения сапонина, который получали из растений. Использовались эти экстракты в лечебных целях, наподобие современных гормональных препаратов.

Иерархическая лестница в системе гормональной регуляции

1. ЦНС (центральная нервная система)

Работа гормональных систем строится на определенной иерархической лестнице. Во главе этой цепи стоит ЦНС, которая воспринимает информацию из окружающей среды, из различных частей организма и перерабатывает ее.

Далее вырабатываются стимулирующие или тормозящие импульсы, которые направляются к гипоталамусу. Он находится в промежуточном мозге, содержит огромное количество клеток, которые регулируют нейроэндокринную деятельность мозга и постоянство гормонов в организме.

2. Гипоталамус

Гипоталамус является второй ступенью иерархической лестницы. Воспринимая полученные нервные импульсы, он реагирует на них выбросом стимулирующих или ингибирующих (тормозящих) веществ.

Стимулирующие вещества называются либеринами, а ингибирующие так же известны как статины. Данные вещества с током крови попадают в гипофиз (известен также как питуитарная железа, расположенная в основании черепа в турецком седле и представляющая собой образование размером с горошину).

3. Гипофиз

Гипофиз представляет собой третье звено в цепи гормональных систем. Эта железа, в свою очередь, синтезирует так называемые тропные гормоны, которые оказывают свое стимулирующее действие на периферические железы (органы эндокринной системы, располагающиеся вне черепной коробки).

Периферические эндокринные железы под действием тропных гормонов секретируют характерные уже для них гормоны. Непосредственно эти гормоны, либо какие-нибудь продукты их активности, оказывают действие уже на ЦНС при помощи систем отрицательной обратной связи.

Система отрицательной обратной связи является самой распространенной, она заключается в том, что сам гормон, или продукт его активности, с током крови попадает в центральные структуры и оказывает тормозящее действие в плане секреции данного гормона. Однако существует так же и система положительной обратной связи. В данном случае действие гормона стимулирует еще большую его секрецию.

Следует отметить, что все-таки конечным и завершающим звеном во всей этой цепочке являются ткани (мышцы, кости, ткани внутренних органов), на которые гормоны периферических желез оказывают свое влияние. Это так называемые ткани-мишени, в которых под действием гормонов происходят определенные биохимические и физиологические реакции.

Самые интересные гормоны гипофиза

Раньше ученые предполагали, что вазопрессин и антидиуретический гормон – это два разных вещества, но, как оказалось, это один и тот же гормон задней доли гипофиза, который отвечает за всасывание жидкости в почках, сужение сосудов и повышение артериального давления.

Интересный факт!

Интересно, что вместе с потреблением алкоголя замедляется продукция антидиуретического гормона. Алкоголь выводит большое количество жидкости с мочой и приводит организм в состояние обезвоживания (патологическое состояние, характеризующееся сниженным содержанием воды в организме).

Еще одним гормоном нейрогипофиза (задняя доля гипофиза) является окситоцин, необходимый для стимуляции матки и образования молока в молочных железах. Окситоцин также известен как гормон любви или связующий гормон. Согласно исследованиям, содержание окситоцина повышено у людей, состоящих в романтических отношениях, так как они, например, обнимаются чаще других. Из результатов эксперимента следует, что уровень окситоцина больше растет у женщин, при этом уровень кортизола, также известного как гормон стресса, снижается после объятий. Выяснилось, что объятия на протяжении 20 секунд снижают артериальное давление и благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему. Наблюдатели сделали вывод о том, что социальная поддержка во время стресса является неотъемлемым компонентом для сохранения здоровья человека. Подробнее об исследовании Вы узнаете, перейдя по ссылке в списке литературы.

Гипофиз состоит из передней, средней и задней доли. В средней доле гипофиза вырабатывается меланоцитостимулирующий гормон. Этот гормон стимулирует синтез меланина, который придает окраску волосам, коже, глазам, а также выступает в роли защитного фактора от ожогов кожи и сетчатки. Именно благодаря этому веществу после нахождения под солнцем у Вас не появляются ожоги кожи и сетчатки, даже если Вы не использовали солнцезащитный крем и очки.

Примеры гормональных иерархических пирамид

Теперь построим несколько иерархических пирамид для внесения большей ясности в понимание принципа работы эндокринной системы человека.

Гормоны щитовидной железы

Ярким примером может послужить влияние вышележащих структур на синтез гормонов щитовидной железы. ЦНС, воспринимая информацию из окружающей среды, посылает нервные импульсы в гипоталамус, где синтезируется тиреотропин — рилизинг-гормон. Рилизинг-гормоны – это гормоны гипоталамуса, которые стимулируют синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза. Под влиянием гормона гипоталамуса в гипофизе секретируется ТТГ (тиреотропный гормон), который стимулирует синтез и секрецию трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4).

По данной системе и классифицируют заболевания, связанные с нарушением синтеза и секреции гормонов щитовидной железы. Например, гипертиреоидизм (синдром повышения функции щитовидной железы с избытком ее гормонов) будет называться первичным в случае поражения непосредственно щитовидной железы (орган может быть поражен опухолью или каким-либо еще заболеванием). При первичной патологии щитовидной железы структуры ЦНС, гипоталамуса и гипофиза функционируют правильно, в них нет никаких повреждений. При вторичном гипертиреоидизме будет поражен уже гипофиз, а при третичном имеется поражение гипоталамуса.

Гормоны надпочечников

Кортикотропин – рилизинг-гормон (гормон гипоталамуса) вызывает высвобождение АКТГ (адренокортикотропного гомона) в гипофизе, за счет чего стимулируется секреция гормонов надпочечниками (кортизол, альдостерон и андрогены).

Подобно патологиям щитовидной железы в данном случае так же в зависимости от того, какое звено поражено, так и будет называться патология. При первичном заболевании наблюдается поражение надпочечников, при вторичном — гипофиза, а при третичном — гипоталамуса.

Гормон роста

В регуляции секреции гормона роста участвует два гормона — стимулирующий соматотропин (гормон передней доли гипофиза) и тормозящий соматостатин (гормон гипоталамуса).

Половые гормоны

Для регуляции синтеза и секреции половых гормонов также необходимы гормоны гипоталамуса и гипофиза. Так, гипоталамус синтезирует так называемый гонадотропин – рилизинг-гормон, который, в сою очередь, действует на ткань гипофиза. Там синтезируются лютеинизирующий гормон (ЛГ) и фолликулостимулирующий гормон (ФСГ).

ЛГ вызывает повышение синтеза тестостерона (основной мужской половой гормон).

Тестостерон обладает свойством проходить через гематоэнцефалический барьер (полупроницаемая мембрана в ткани мозга, которая служит защитным механизмом, так как она пропускает через себя лишь некоторые вещества). При этом в мозге он превращается в эстроген, поэтому у мужчин в мозге больше эстрогена, чем у женщин.

У женщин под влиянием ЛГ происходит повышение синтеза и секреции прогестерона (гормон, который регулирует менструальный цикл и беременность), стимулируется овуляция и формирование желтого тела.

ФСГ стимулирует образование спермы у мужчин и рост фолликулов (область, в которой содержится яйцеклетка) в яичниках у женщин.

Пролактин – это гормон гипофиза, который отвечает за развитие молочных желез у женщин и образование молока в период грудного вскармливания. Согласно иерархической системе регуляции, в гипоталамусе секретируется гормон, тормозящий действие пролактина на организм, известный как пролактостатин (пролактин-ингибирующий фактор или ПИФ).

Регуляция гормональной секреции

Не секрет, что гормоны в организме человека синтезируются в сравнительно небольших количествах. Для каждого гормона существует своя определенная концентрация в крови, при которой будет производиться необходимый эффект на ткани. Концентрация гормонов варьирует от 10ˉ¹² до 10ˉ³ граммов в 1 миллилитре крови. Давайте попробуем разобраться, существует ли какой-то механизм регуляции секреции гормонов, и каким образом информация о содержании гомона в крови достигает центральных структур.

Наиболее распространенным способом регуляции гормональной секреции является механизм отрицательной обратной связи, который характерен для абсолютного большинства гормонов в человеческом организме. Механизм этот довольно прост на первый взгляд и состоит в том, что после секреции железой гормона, он попадает в кровь, а с током крови информация о его концентрации поставляется в центральные структуры. Таким образом, сам гормон, реакция, вызванная этим гормоном, продукты активности или метаболизма оказывают тормозящий эффект, и секреция гормона на какое-то время замедляется.

Например, синтез гормонов щитовидной железы контролируется гормонами гипоталамуса и гипофиза. При увеличении содержания в крови гормонов щитовидной железы происходит снижение продукции ТТГ гипофизом.

Интересный факт!

Даже если отделить гипофиз от гипоталамуса, наблюдается снижение выработки ТТГ гипофизом в ответ на повышение в крови гормонов щитовидной железы. Существует предположение, что это происходит, потому что уровень щитовидных гормонов оказывает свое влияние непосредственно на гипофиз, минуя гипоталамус.

Примером отрицательной обратной связи, осуществляемой за счет метаболитов или субстратов, может служить зависимость между концентрацией глюкозы и гормона инсулина в крови. Повышение содержания в крови глюкозы (например, после приема пищи) является стимулом для синтеза инсулина (гормон поджелудочной железы), который снижает уровень глюкозы в крови, способствуя ее утилизации клетками. В то же время, после снижения гликемии (содержания глюкозы в крови) секреция инсулина в больших количествах прекращается.

Интересно, что другой гормон поджелудочной железы — глюкагон оказывает совершенно противоположное инсулину действие в отношении глюкозы. При повышенном содержании глюкозы в крови уровень глюкагона падает, а при ее снижении концентрация глюкагона растет.

Интересный факт!

Даже одна единственная бессонная ночь стимулирует развитие резистентности клеток к действию инсулина, что является характерным фактором для сахарного диабета. По этой причине очень важно соблюдать правильный режим сна.

Существует также и механизм положительной обратной связи, который заключается в том, что биологическое действие гормона вызывает его дополнительную секрецию. Например, секреция ЛГ возрастает перед овуляцией под действием эстрогенов (эстрон, эстрадиол, эстриол), а секретируемый ЛГ стимулирует еще большую продукцию эстрогенов. Такой механизм регуляции продолжается до тех пор, пока ЛГ не достигнет определенной характерной для него концентрации в крови.

Регуляция гормональной секреции также зависит от возраста человека, а также от суточных и сезонных изменений. Например, гормон роста образуется в больших количествах во время ранних фаз сна, а на поздних стадиях его продукция уменьшается.

Интересный факт!

Бытует мнение, что если принимать мелатонин, также известный как гормон сна, то качество сна улучшится. Ученые придерживаются мнения, что мелатонин, скорее, является гормоном ночи или темноты, так как он вырабатывается именно в темное время суток. Возможно, качество сна значительно улучшится вместе с приемом препаратов на основе данного гормона, но не исключено, что они будут и бесполезны. Особенно бесполезен прием таких препаратов днем или при наличии какого-либо источника света. Принимать такие лекарственные средства необходимо только по назначению врача.

Что еще, кроме эндокринных желез, способно синтезировать гормоны?

Не только эндокринные железы способны вырабатывать гормоны. Их могут синтезировать также и некоторые внутренние органы. Вот только знаете ли Вы, какие именно органы способны это делать?

Почки

Почки являются одним из гормонально активных органов. Ими синтезируется гормон, играющий важную роль в регуляции артериального давления и поддержании необходимого количества жидкости в организме. Называется это гормон ренин. Другой почечный гормон – эритропоэтин усиливает продукцию эритроцитов.

Сердце

Главный орган сердечно-сосудистой системы, прокачивающий кровь по сосудам, тоже секретирует особый гормон. Называется он предсердный натрийуретический пептид. Этот гормон необходим для снижения артериального давления и выделения из организма солей натрия с мочой.

ЖКТ (Желудочно-кишечный тракт)

Желудочно-кишечный тракт человека также синтезирует определенные гормоны. В желудке синтезируется гастрин, необходимый для секреции соляной кислоты. В тонком кишечнике вырабатывается секретин для стимуляции работы поджелудочной железы, а также холецистокинин, необходимый для высвобождения ферментов поджелудочной железы посредством стимуляции сокращений желчного пузыря.

Интересный факт!

Витамин D — единственный витамин, который является и гормоном в том числе. Активная форма витамина D называется кальцитриолом и активируется под действием ультрафиолетовых лучей. Вместе с кальцитонином (гомон щитовидной железы) и паратгормоном (гормон паращитовидных желез) он регулирует обмен кальция и фосфора в организме.

Источник статьи: http://www.polismed.com/articles-ierarkhiya-gormonov.html

Биохимические особенности гормонов

Важность изучения механизма воздействия гормонов

Практически все гормоны участвуют в естественном метаболизме человеческого организма, выполняя при этом сигнальные и регуляторные функции, в любых его процессах.

Механизм, с помощью которого биологически активные химические вещества, вырабатываемые в клетках одних органов тела, влияют, посредством химических реакций, на деятельность других клеток и органов настолько же сложен, насколько и до сих пор не изучен. Непосредственное воздействие гормонов на жизнедеятельность человеческого организма неоспорима, но знаний о них пока недостаточно, чтобы в должной мере ими управлять.

Структура уже изученных гормонов показала, что они обладают общими свойствами, как и другие сигнальные молекулы, и служат источником передачи информации. Почему некоторые из них собраны в отдельные железы, притом, что другие циркулируют по организму, почему одна железа вырабатывает несколько видов различных биологически активных веществ, какие именно химические вещества оказывают влияние на запуск сложного механизма цепной реакции, еще предстоит изучать.

В тот момент, когда человечество научится управлять, с достоверной точностью, деятельностью гормонов в отдельном организме, откроется новая страница в его науке, и истории.

Эндокринная система человеческого организма

Только в середине прошлого столетия были открыты гормоны и витамины, и изучены реакции, которые обеспечивают клеткам энергетический потенциал. Деятельность эндокринной системы, которая их синтезирует, и регулирует поставляемость к необходимым зонам воздействия посредством циркулирующих жидкостей, распространяется по всему организму человека.

Биология, изучающая гландулярный аппарат, осуществляет общее изучение структуры, но, для того, чтобы исследовать весь механизм взаимодействия, включая свободно транспортируемые компоненты деятельности эндокринных желез, потребовались совместные усилия двух наук, на грани которых появилась биохимия. Изучение деятельности гормонов имеет огромное значение, потому что эндокринная система занимает важнейшее место в работе организма, и осуществлении его жизненных функций.

В процессе жизнедеятельности эндокринная система:

  • обеспечивает координацию органов и структур;
  • участвует практически во всех химических процессах;
  • стабилизирует деятельность относительно условий внешней среды;
  • контролирует развитие и рост;
  • отвечает за половую дифференциацию;
  • превалирующе влияет на репродуктивную функцию;
  • выступает одним из генераторов человеческой энергии;
  • формирует психоэмоциональные реакции и поведение.

Все это обеспечивает сложная по структуре система, состоящая из гландулярного аппарата, и диффузной части в виде эндокринных клеток, рассеянных по организму. Воздействие на рецептор определенного раздражителя приводит к сигналу, посылаемому центральной нервной системой в гипоталамус, продуцирующий соответствующий посыл в гипофиз.

Гипофиз передает команду тропным гормонам, которые выделяет для этой цели, и рассылает их в другие железы. Те, в свою очередь, вырабатывают собственных агентов, выбрасывая их в кровь, где происходит химическая реакция от взаимодействия с определенными клетками.

Многообразие и вариабельность обеспечиваемых функций, и провоцируемых реакций, заставляет эндокринную систему вырабатывать значительный ассортимент химически и биологически активных веществ абсолютно различного типа воздействия, которые, для простоты их осознания, описываются под общим собирательным термином гормоны.

Виды гормонов и их функции

Перечисление всех вырабатываемых человеческим организмом гормонов невозможно, хотя бы потому, что не все из них еще выявлены и изучены. Однако, и известных человеку веществ достаточно для очень длинного списка. Передняя доля гипофиза продуцирует:

  • гормон роста (соматропин);
  • меланин, отвечающий за красящий пигмент;
  • тиреотропный гормон, регулирующий деятельность щитовидной железы;
  • пролактин, который отвечает за деятельность грудных желез и лактацию.

Лютеинизирующий и фолликулостимулирующий стимулируют половые железы, и поэтому отнесены к гонадотропинам. Задняя доля гипофиза вырабатывает:

  • вазопрессин, поддерживающий в норме кровеносные сосуды;
  • окситоцин, вызывающий тонус матки.

У многих гормонов основная функция не является единственной, и они обеспечивают дополнительно некоторые процессы.

Щитовидная железа вырабатывает:

  • тиреоидиные гормоны, отвечающие за синтез белка и распад питательных веществ. Обмен углеводов, и стимуляция естественного метаболизма осуществляется с их участием и взаимодействием с другими химическими соединениями;
  • кальцитонин, который ранее ошибочно считали продуктом деятельности паращитовидных желез, тоже вырабатывается в щитовидной железе, и отвечает за уровень кальция, а его гипервыработка, или недостаток, могут стать причиной серьезных патологий.

Другие гормонопродуцирующие органы

Мозговой слой надпочечников вырабатывает адреналин, обеспечивающий реакцию организма на опасность, и, соответственно, выживаемость самого организма. Это далеко не единственная функция адреналина, если рассматривать его взаимодействие в химических реакциях с другими биологически активными веществами.

Функции гормонов, которые вырабатывает кора надпочечников, еще более многообразны:

  • глюкокортикоиды влияют на обмен веществ и иммунную деятельность;
  • минералокортикоиды поддерживают солевой баланс;
  • андрогены и эстрогены выступают в роли половых стероидов.

Андрогены вырабатывают также семенники, а яичники вырабатывают эстрогены и прогестерон. Они готовят матку к оплодотворению.

Поджелудочная железа вырабатывает инсулин и глюкагон, несущие ответственность за уровень глюкозы в крови, осуществляют регуляцию посредством химических реакций.

Желудочно-кишечные гормоны – гастрин, холецистокинин, секретин и панкреозимин являются ответом слизистой ЖКТ на специфическую стимуляцию, и обеспечивают переваривание пищи. Нервные клетки синтезируют группу нейрогормонов, представляющих собой гормоноподобные вещества. Это химические соединения, которые стимулируют, или подавляют деятельность других клеток.

Структура некоторых из них изучена относительно хорошо, и применяется для регуляции секреторных механизмов, в виде готовых лекарственных средств. Многие гормоны удалось с этой целью синтезировать, однако, это все еще непаханое поле для научной деятельности, творческих экспериментов, и будущих монографий исследователей.

Несомненно, что дальнейшее исследование биохимических взаимодействий, и деятельности эндокринных желез, принесет значительную пользу для излечения многих наследственных заболеваний и патологий.

Классификация гормонов

На сегодняшний день науке известно более ста видов различных гормонов, и их многообразие служит серьезным препятствием для сколько-нибудь обоснованной номенклатурной классификации. Четыре распространенные гормональные типологии составлены по различным классифицирующим признакам, и ни одна не дает достаточно полного представления.

Наиболее распространена классификация по месту синтезирования, которая относит активные вещества к продуцирующей железе. Несмотря на то, что это очень удобно людям, не имеющим к биохимии гормонов, как к науке, никакого отношения, место выработки не вполне дает представление о строении и характере биологического компонента эндокринной системы.

Классификация по химическому строению еще более запутывает дело, потому что условно делит гормоны на:

  • стероиды;
  • белково-пептидные вещества;
  • производные жирных кислот;
  • производные аминокислот.

Но это условное деление, потому что одинаковые химические соединения выполняют различные биологические функции, и это затрудняет понимание механизма взаимодействий.

Функциональная классификация делит гормоны на:

  • эффекторные (действующие на одиночную мишень);
  • тропные, отвечающие за выработку эффекторных;
  • рилизинг-гормоны, которые продуцируют синтез тропных и других гипофизарных гормонов.

Основной классификацией, которой можно руководствоваться в понимании биохимии гормонов, является их подразделение по биологическим функциям:

  • липидный, углеводный и аминокислотный обмен;
  • кальциево-фосфатный обмен;
  • метаболический обмен в гормонопродуцирующих клетках;
  • контроль и обеспечение деятельности репродуцирующей функции.

Химический состав биологических веществ, условно соотнесенных в терминологическую группу под общим название гормоны, отличается своеобразием строения, которое обусловлено выполняемыми функциями.

Структурное строение и биосинтез

Строение гормонов – тема довольно общая, потому что многие из них образуются специализированными клетками, и синтезируются в различных железах эндокринной системы. Структура отдельного гормона обусловлена как химическими веществами в нее входящими, так и качественным производным реакций, в которые вступает каждый отдельно взятый реагент.

Большинство эндокринных желез вырабатывает по нескольку химически и биологически активных веществ, каждое из которых имеет индивидуальное строение, и соответствующие этому обустройству функциональные обязанности. Дефекты в структуре гормона могут быть причиной системных, или наследственных заболеваний, и нарушать осуществление метаболизма, деятельность их рецепторов, деструктурировать механизм передачи сигнала в эффект-мишени.

По химическому строению гормоны делятся на 3 основные большие группы:

  • белково-пептидные;
  • стероидные;
  • смешанные, не относящиеся к первым двум.

Структура белковых гормонов состоит из аминокислот, которые связаны пептидными связями, а полипептидными называются те, что состоят из менее чем 75 аминокислот. Те из них, что содержат углеводные остатки, носят собственное название – гликопротеины.

Несмотря на сходную структуру, белковые гормоны продуцируются различными железами и ничего общего по месту воздействия, или его механизму, и даже по размерам, и строению молекул не имеют. К белковым относятся:

  • рилизинг-гормоны;
  • обменные;
  • тканевые;
  • гипофизарные.

Структура большинства белковых гормонов на сегодняшний день расшифрована, и продуцируется в виде синтетических, используемых для лечебных мероприятий средств.

Стероиды образуются только в надпочечниках (коре), и половых железах, и содержат циклопентанпергидрофенантреновое ядро. Все стероиды являются производными холестерина, и самыми известными их представителями являются кортикостероиды.

Многие стероиды также синтезированы в научных лабораториях. Третья группа, в некоторых источниках именуемая амины, практически не поддается каким-либо обобщающим характеристикам, потому что содержит и пептидные группы, и химических посредников, вроде окиси азота, и длинноцепочечные жирные кислоты, и производные аминов. Химический состав смешанной группы, безусловно, нельзя свести только к аминам, потому что в нее условно внесены многие химические производные.

Механизм действия и его особенности

Выполняемые гормонами функции, настолько многообразны, что их сложно даже сложно представить непосвященному воображению:

  • пролиферативные процессы, которые они регулируют в совмещенных и чувствительных к ним тканях;
  • развитие вторичных половых признаков;
  • действие сократительных мускулов;
  • интенсивность метаболического обмена, его ход;
  • адаптация, посредством химических реакций сразу в нескольких системах, к меняющимся условиям внешней среды;
  • психоэмоциональное возбуждение и действие определенных органов.

Все это осуществляется посредством определенных механизмов взаимодействия. Их механизмы взаимодействия, несмотря на разное химическое строение биологически и химически активных веществ, имеют некоторые сходные особенности.

Гормоны, биохимия которых направлена на осуществление нескольких десятков видов реакций, взаимодействуют с мишенями в клеточном ядре, или после присоединения к клеточной мембране. Эффект взаимодействия обеспечивается только в том случае, если гормон соединился с рецептором, и привел в действие его механизм. В некоторых исследованиях рецептор сравнивается с замком, ключом которого и является гормон.

Только тесное взаимодействие, поворот ключа, открывает закрытый, до поры до времени, замок. Немаловажным в этом примере является и соответствие гормона рецептору.

Механизм взаимодействия гормонов и других структур

Активность синтеза, дерепрессии, трансляции и транскрипции, обусловливает интенсивность обмена веществ. Действие гормонов на процессы, в которые вовлекаются ферменты, подтверждается, или блокируется цитостатиками, имеющимися в клетке.

Информационная РНК выполняет роль второго посредника, в обеспечении ферментативной активности. Будучи производными эндокринных желез, которые выделяются в кровь, они достигают очень низкой концентрации в циркулирующей жидкости, и только наличие специфических рецепторов позволяет мишени улавливать направленный к ней активатор.

Современные исследования позволили установить наличие специализированных активных веществ, которые отвечают за синтез и репродукцию гормонов, необходимых организму, а участие гормонов и нейрогормонов, действующих через нервные ткани для передачи нервных импульсов, происходит через разные механизмы.

Гормоны взаимодействуют с моторной концевой пластинкой, в то время, как нейрогормоны проходят транспортными путями ЦНС, или через портальную систему гипофиза.

Гормональный механизм взаимодействия обусловлен не только химическим строением активного вещества, но и способом его транспортировки, транспортными путями и местом, где гормон синтезируется.

Механизм действия является четкой системой осуществления контакта и влияния на клеточную мембрану, или ядро, обусловленной биохимическими реакциями и информацией, заложенной на генетическом уровне.

Несмотря на существенную разницу в строении гормонов, механизме передачи, и собственно, рецептора, некоторые общие моменты в этом процессе несомненно наличествуют. Фосфорилирование белков является несомненным участником передачи сигнала. Активация, и ее прекращение происходит с помощью специальных механизмов регуляции, в которых имеется несомненный момент отрицательной обратной связи.

Гормоны – гуморальные регуляторы функций организма, причем основных его специфических функций, и их задачей является поддержание его физиологического равновесия, с помощью специальных химических и биохимических реакций.

Биохимические механизмы передачи сигнала и воздействия на клетку-мишень

Белок-рецептор, имеет на одном из своих доменов, участок, который по своему составу комплементарен составляющей сигнальной молекулы. Определяющим в процессе взаимодействия становится момент, когда часть сигнальной молекулы подтверждена в относительном тождестве, и сопровождается моментом, схожим с образованием фермент-субстратного сообщества.

Механизм этой реакции изучен недостаточно хорошо, равно, как и большинство рецепторов. Биохимии гормонов известно лишь, что в момент установления комплементарности между рецептором, и частью сигнальной молекулы, устанавливаются гидрофобные и электростатические взаимодействия.

В момент, когда белок-рецептор связывается с комплексом сигнальной молекулы, происходит биохимическая реакция, которая и запускает весь механизм, внутриклеточные реакции, иногда весьма специфического свойства.

Практически все эндокринные нарушения базируются на утрате способности клеточного рецептора распознавать сигнал, или осуществлять стыковку с сигнальными молекулами. Причиной таких нарушений могут быть как генетические изменения, так и выработка организмом специфических антител, или недостаточность синтеза рецепторов.

Если стыковка все же благополучно состоялась, то начинается процесс взаимодействия, который, в изученном на сегодняшний день формате, дифференцируется по двум типам:

  • липофильному (рецептор находится внутри клетки-мишени);
  • гидрофильному (месторасположение рецептора в наружной мембране).

Какой механизм передачи избирается в конкретном случае, зависит от способности молекулы гормона проникать через липидный слой клетки-мишени, или, если ее величина этого не позволяет, или она полярна, осуществлять связь снаружи. В клетке находятся вещества-посредники, которые обеспечивают передачу сигнала и регулируют активность ферментных групп внутри мишени.

На сегодня известно об участии в механизме урегулирования циклических нуклеотидов, инозитолтрифосфата, протеинкиназы, кальмодулина (белка, связывающего кальций), ионов кальция, и некоторых ферментов, участвующих в фосфорилировании белков.

Биологическая роль гормонов в организме

Гормоны играют огромную роль в обеспечении жизнедеятельности человеческого организма. Об этом свидетельствует тот факт, что нарушение выработки определенного гормона эндокринными железами, способно привести к появлению у человека серьезных патологий как врожденных, так и приобретенных.

Избыток, или недостаточная выработка гормона в человеческом теле нарушает нормальный, физиологический процесс его жизни, и создают конкретное ухудшение физического, или психоэмоционального состояния. Дисфункция паращитовидной железы создает проблемы с опорно-двигательным аппаратом, влияет на костную систему, нарушает работу печени и почек.

Выработка паратгормона в отличном от нормы количестве приводит к психическим расстройствам, кальцинации стенок сосудов, или даже внутренних органов. Головные боли, мышечные судороги, учащение ритма сердца – все это последствия сбоя в работе только одной из эндокринных желез. Ненормальная выработка гормонов коры надпочечников:

  • лишает человека возможности подготовиться к стрессовому состоянию;
  • нарушает обмен углеводов;
  • приводит к патологической беременности, негативным ее протеканиям, выкидышам;
  • половому бесплодию.

Гормоны поджелудочной железы:

  • регулируют процесс пищеварения;
  • выработку инсулина;
  • активируют процесс расщепления жиров;
  • повышают уровень глюкозы в крови.

Гипофиз влияет на образование меланина, лютеинизирующего гормона, влияющего на репродуктивную функцию, отвечает за нормальное развитие человеческого организма во все его периоды.

Все виды обмена, рост и развитие, репродуктивная функция, генетическая информация, формирование плода во внутриутробном развитии, процесс овуляции и зачатия, гомеостаз, адаптация к внешней среде – вот только некоторые из процессов, обеспечение механизма которых возложено на гормоны.

Внешние и общие симптомы гормонального сбоя

Биохимия гормонов – наука, выделенная в самостоятельное изучение, и это обусловлено той важной ролью, которую гормоны играют в организме. Ее невозможно переоценить, потому что от нормального гормонального фона зависит и жизненный цикл, и работоспособность, и психоэмоциональное состояние. Неполадки с воспроизводством гормонов легко диагностируются даже без проведения специальных анализов, потому что человека начинают сопровождать:

  • головные боли;
  • нарушения нормального, полноценного сна;
  • циклические, или спонтанные перепады настроения;
  • необоснованная агрессия и перманентная раздражительность;
  • приступы внезапной паники и страха.

Все это прямое следствие нарушения гормональной выработки, и эти тревожные симптомы служат сигналом для обращения к врачу. Выработка, и биохимия гомонов – сложные процессы, которые зависят от многих составляющих, в том числе, и от наследственных факторов. Изучение этих процессов способно оказать значительную помощь современной медицине, поэтому биохимии гормонов и уделяется такое пристальное внимание.

Доказано, что число человеческих гормонов даже больше, чем сто с лишним, изученных на сегодняшний день, а механизмы рецепторной связи и нейрогуморальные реакции все еще требуют самого пристального изучения.

Только после расшифровки анализов специалист может приступать к лечению гормональных нарушений, и регулировать деятельность человеческого организма с помощью гормональных препаратов, разработать и синтезировать которые в огромной степени позволила биохимия гормонов, наука, созданная на грани биологии, химии и медицины, и являющаяся одним из самых перспективных биохимических направлений на сегодняшний день.

Дальнейшее ее развитие может привести к предотвращению старения, препятствованию появления генетических уродств, излечению раковых опухолей, решению многих глобальных проблем человеческого здоровья.

Источник статьи: http://gormonys.ru/secretion/biohimiya-gormonov.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )